[发明专利]一种酶-金属核苷酸复合物及其可控构建方法与应用

说明书

本发明公开了一种酶‑金属核苷酸复合物及其可控构建方法与应用，属于催化剂领域。该方法包括：将核苷酸盐、金属盐及酶加入水中，得到混合液，搅拌反应，离心取沉淀，得到酶‑金属离子核苷酸复合物；将酶‑金属离子核苷酸复合物加入水中，分散均匀，得到分散液；将还原剂加入所述分散液中，搅拌反应，离心洗涤，取沉淀，冷冻干燥，得到所述酶‑金属核苷酸复合催化剂。本发明所提出的合成方法制备条件温和，操作简单，重现性好，在生物医药、化工制造、医学检测等领域具有重要应用潜力。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种酶-金属核苷酸复合物及其可控构建方法与应用。

背景技术

无机金属催化剂与生物催化剂相耦合所构建的多功能高效催化剂，在生物医药、化工制造、医学检测等领域具有巨大的应用前景。多功能催化剂可实现一锅法催化级联反应，减少反应步骤，降低中间产物的分离纯化，有望提高催化效率，同时降低能耗，减少污染，有利于发展绿色化工生产。同时，金属催化剂与生物催化剂子在纳米尺度下的耦合，有望带来催化特性的协同，增强其功能，提高杂化催化剂的催化效率，拓展酶在生产应用中的潜力和范围。

已有的蛋白-金属复合催化剂的构建方法主要分为两类。一类是先合成金属纳米颗粒，再将金属纳米颗粒和酶分子同时负载到一个惰性载体上，容易造成金属纳米颗粒的团聚以及金属纳米颗粒与酶催化剂在物理空间上的分离，无法利用其纳米效应。近年来，利用蛋白分子吸附金属离子，实现其还原，可获得具有高度分散的金属纳米颗粒。专利CN106729713ASSSS在蛋白的碱性水溶液条件下实现对金属离子的还原，获得金属纳米颗粒-蛋白复合物，然而上述工作中，所使用的蛋白没有催化活性，而仅仅将蛋白作为载体。文献（Nature Catalysis, DOI: 10.1038/s41929-019-0305-8）对酶进行化学修饰，获得在有机相中具有良好分散性的酶复合物，再将金属离子溶液加入到含醇和高分子-酶复合物中，实现了对金属纳米颗粒的尺寸调控。然而其所使用的醇类主要为甲醇或乙醇等容易造成酶失活的极性有机溶剂，对不耐受有机溶剂的酶分子不适用。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种酶-金属核苷酸复合物及其可控构建方法与应用。

本发明的目的在于提供一种酶-金属核苷酸复合催化剂及其可控制备的方法。

该方法利用金属离子与核苷酸在水溶液中自组装形成的配位化合物作为酶和金属纳米颗粒的载体以及金属纳米颗粒的制备前体，使均匀分散在配位网络中的部分金属离子原位还原，得到金属纳米颗粒均匀分散的酶-金属核苷酸复合催化剂。该方法制备条件温和简便，所构建的酶-金属核苷酸复合催化剂在药物生产和医学检测治疗领域具有广阔的应用前景。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的酶-金属核苷酸复合催化剂是一种以金属离子-核苷酸配位化合物负载的酶-金属纳米颗粒复合催化剂。所述金属离子-核苷酸配位化合物中的蛋白含量为0.1%-5%。所述酶-金属核苷酸复合催化剂中金属纳米颗粒的负载量为2%-10%，所述金属纳米颗粒在复合催化剂中分散性良好，粒径分布在2-20 nm之间。

本发明提供的一种酶-金属核苷酸复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）酶-金属离子核苷酸复合物的制备：将核苷酸盐、金属盐及酶加入水中，搅拌反应，离心取沉淀，得到酶-金属离子核苷酸复合物；

（2）将步骤（1）所述酶-金属离子核苷酸复合物加入水中，分散均匀，得到分散液；将还原剂加入所述分散液中，搅拌反应（还原反应），离心洗涤，取沉淀，冷冻干燥，得到所述酶-金属核苷酸复合催化剂。